(57)【要約】【課題】ワークのどの箇所も漏れなく内周面側から確実に支持することができ、加工圧に負けない強固な保持力を発揮できると共に、強い加工力が局部的に加わった際にも変形し難く、高精度の機械加工が可能な薄肉円筒状ワークの保持治具を提供する。【解決手段】薄肉円筒状のワークＷの内周に挿入され、ワークを内周側から保持する保持治具１において、ワークの内周への挿入時にワークの内径よりも外径が小さく保持され、ワークの内周に挿入された後に拡径することで、自身の外周をワークの内周面に密着させてワークを保持する金属製円筒保持部材１０と、金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向または引張方向の軸方向外力を作用させることで、金属製円筒保持部材の径を変化させる径変化手段と、を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉円筒状のワークの内周に挿入され、前記ワークを内周側から保持する薄肉円筒状ワークの保持治具において、
前記ワークの内周への挿入時に該ワークの内径よりも外径が小さく保持され、前記ワークの内周に挿入された後に拡径することで、自身の外周を前記ワークの内周面に密着させて該ワークを保持する金属製円筒保持部材と、該金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力、引張方向の軸方向外力の少なくともいずれかの外力を作用させることで、前記金属製円筒保持部材の径を変化させる径変化手段と、を具備することを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項２】
請求項１に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、
前記金属製円筒保持部材の外径が、前記軸方向外力が作用しない自然状態において前記ワークの内径よりも僅かに小さく設定されており、
前記径変化手段が、前記ワークへの挿入後に前記金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を拡径させる拡径機構よりなることを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項３】
請求項１に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、
前記金属製円筒保持部材の外径が、前記軸方向外力が作用しない自然状態において前記ワークの内径よりも僅かに大きく設定されており、
前記径変化手段が、前記ワークへの挿入前に前記金属製円筒保持部材の両端に引張方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を縮径させる縮径機構よりなることを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項４】
請求項１に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、
前記金属製円筒保持部材の外径が、前記軸方向外力が作用しない自然状態において前記ワークの内径と僅かに異なる径に設定されており、
前記径変化手段が、前記ワークへの挿入前に前記金属製円筒保持部材の両端に引張方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を縮径させる縮径機構と、前記ワークへの挿入後に前記金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を拡径させる拡径機構と、よりなることを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、
前記金属製円筒保持部材の両端に、該金属製円筒保持部材と同心の軸部を外側面に突出させた一対の円形の側板の外周部が固着され、これら一対の側板間に前記径変化手段が設けられており、
該径変化手段が、前記一対の側板間に配設された複数本のロッドと、ネジの締め付けによって前記各ロッドに引張力または圧縮力を付与させ、その反力により、前記側板を介して前記金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力または引張方向の軸方向外力を作用させるネジ機構と、よりなることを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項６】
請求項５に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、
前記金属製円筒保持部材の軸方向の中間部に前記ワークの軸方向長さに対応したワーク保持領域が設けられ、そのワーク保持領域の両外側領域のうちの少なくとも一方が、テーパ状または段付き状に前記ワーク保持領域よりも径が小さく形成されており、前記側板が前記ワーク保持領域よりも径が小さく形成された部分の端部に固着されていることを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具において、
前記薄肉円筒状のワークの周壁の厚さが、２ｍｍ以下であることを特徴とする薄肉円筒状ワークの保持治具。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の保持治具を用いて薄肉円筒状のワークを保持し、ワークの外周面を機械加工することを特徴とする薄肉円筒状ワークの加工方法。
【請求項９】
請求項８に記載の加工方法により加工された薄肉円筒状のワークを外筒として用いて構成されていることを特徴とするシート・フィルム成形ロール。
【請求項１０】
請求項９に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、
前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークは、周壁の厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、外周面の最大粗さＲｍａｘが１μｍ以下であり、
前記外筒の内部に、前記外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、前記外筒と前記内筒との間を熱媒体が、流れるように構成されていることを特徴とするシート・フィルム成形ロール。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、
前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークにクラウニング加工が施されていることを特徴とするシート・フィルム成形ロール。
【請求項１２】
請求項９に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、
前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークは、周壁の厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、外周面に微細な凹凸で形成されている転写パターンが形成されており、
前記外筒の内部に、前記外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、前記外筒と前記内筒との間を熱媒体が、流れるように構成されていることを特徴とするシート・フィルム成形ロール。
【請求項１３】
請求項９に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、
前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークは、周壁の厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、外周面に梨地状の転写パターンが形成されており、
前記外筒の内部に、前記外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、前記外筒と前記内筒との間を熱媒体が、流れるように構成されていることを特徴とするシート・フィルム成形ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックシートやフィルムなどを成形するための成形ロールに使用される薄肉円筒体（薄肉円筒状ワーク）を機械加工する際に好適に用いられる薄肉円筒状ワークの保持治具、および、その保持治具を使用した加工方法、および、シート・フィルム成形ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックシートやフィルムなどを成形するための成形ロールの１つとして、特許文献１に記載されているように、可撓性を有する薄肉金属外筒の内部に、冷却媒体の流通空間を介して、前記薄肉金属外筒と同軸状に高剛性の金属内筒を配した、二重筒構造の成形ロールが知られている。
【０００３】
特許文献１において、この種の成形ロールの薄肉金属外筒として使用される薄肉円筒体の肉厚は、極めて実用的な範囲として、上限は５ｍｍであり、下限は機械加工時の制約で２ｍｍであることが示されている。
【０００４】
しかし、最近では、より高度なプラスチックシートやフィルムの成形を実現するために、薄肉円筒体のさらなる薄肉化と加工の高精度化の要望が厳しくなってきており、機械加工時の薄肉円筒体の保持について、上記要望に十分に答えなければならないという要請が生じている。
【０００５】
従来、この種の薄肉円筒体（以下、「薄肉円筒状ワーク」という）を機械加工時に保持する保持治具としては、特許文献２や特許文献３に記載のものが知られている。これらの特許文献２、３に記載の保持治具は、ワークの内周に挿入される保持部材の外周とワークの内周との間にゴム等の弾性部材を介在させ、その弾性部材を軸方向から圧縮することにより径方向の膨張させ、それにより、ワークに対する保持力を発生させるものである。
【０００６】
この場合、弾性部材はゴム等の柔軟な材料でできていて、軸方向の長さが長いままで使用すると、両端から圧縮力を加えても全体にその圧縮力が行き渡らないので、スペーサと交互に弾性部材を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３５７４７号公報
【特許文献２】特開平８−２４３８１５号公報
【特許文献３】特開２００１−３２２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ワークと保持部材の間にゴム等の柔軟な材料で構成された弾性部材が介在すると、加工時の圧力により弾性部材が変形するおそれが強いため、厳しい加工要求を満足させることができないという問題がある。また、スペーサと交互に弾性部材が配置されている場合には、ワークの内周を支持する箇所が断続的になるために、加工時の圧力により弾性部材がより変形しやすくなり、厳しい加工要求に十分に応えられないという問題があった。例えば、最近の押し出し成形用の薄肉ロールを加工するような場合は、ワークの外周面をミクロン（円筒度）やサブミクロン（面粗度）のオーダーで仕上げる必要があり、希望する加工精度を維持できないおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮し、ワークのどの箇所も漏れなく内周面側から確実に支持することができ、加工圧に負けない強固な保持力を発揮できると共に、強い加工力が局部的に加わった際にも変形し難く、高精度の機械加工（外周切削や外周研磨あるいはパターン形成加工など）が可能な薄肉円筒状ワークの保持治具、および、その保持治具を使用した薄肉円筒状ワークの加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の薄肉円筒状ワークの保持治具は、薄肉円筒状のワークの内周に挿入され、前記ワークを内周側から保持する薄肉円筒状ワークの保持治具において、前記ワークの内周への挿入時に該ワークの内径よりも外径が小さく保持され、前記ワークの内周に挿入された後に拡径することで、自身の外周を前記ワークの内周面に密着させて該ワークを保持する金属製円筒保持部材と、該金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力、引張方向の軸方向外力の少なくともいずれかの外力を作用させることで、前記金属製円筒保持部材の径を変化させる径変化手段と、を具備することを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、前記金属製円筒保持部材の外径が、前記軸方向外力が作用しない自然状態において前記ワークの内径よりも僅かに小さく設定されており、前記径変化手段が、前記ワークへの挿入後に前記金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を拡径させる拡径機構よりなることを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、前記金属製円筒保持部材の外径が、前記軸方向外力が作用しない自然状態において前記ワークの内径よりも僅かに大きく設定されており、前記径変化手段が、前記ワークへの挿入前に前記金属製円筒保持部材の両端に引張方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を縮径させる縮径機構よりなることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、前記金属製円筒保持部材の外径が、前記軸方向外力が作用しない自然状態において前記ワークの内径と僅かに異なる径に設定されており、前記径変化手段が、前記ワークへの挿入前に前記金属製円筒保持部材の両端に引張方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を縮径させる縮径機構と、前記ワークへの挿入後に前記金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させて前記金属製円筒保持部材を拡径させる拡径機構と、よりなることを特徴としている。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、前記金属製円筒保持部材の両端に、該金属製円筒保持部材と同心の軸部を外側面に突出させた一対の円形の側板の外周部が固着され、これら一対の側板間に前記径変化手段が設けられており、該径変化手段が、前記一対の側板間に配設された複数本のロッドと、ネジの締め付けによって前記各ロッドに引張力または圧縮力を付与させ、その反力により、前記側板を介して前記金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力または引張方向の軸方向外力を作用させるネジ機構と、よりなることを特徴としている。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具であって、前記金属製円筒保持部材の軸方向の中間部に前記ワークの軸方向長さに対応したワーク保持領域が設けられ、そのワーク保持領域の両外側領域のうちの少なくとも一方が、テーパ状または段付き状に前記ワーク保持領域よりも径が小さく形成されており、前記側板が前記ワーク保持領域よりも径が小さく形成された部分の端部に固着されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の薄肉円筒状ワークの保持治具において、前記薄肉円筒状のワークの周壁の厚さが、２ｍｍ以下である薄肉円筒状ワークの保持治具である。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の保持治具を用いて薄肉円筒状のワークを保持し、ワークの外周面を機械加工する薄肉円筒状ワークの加工方法である。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項８に記載の加工方法により加工された薄肉円筒状のワークを外筒として用いて構成されているシート・フィルム成形ロールである。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項９に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークは、周壁の厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、外周面の最大粗さＲｍａｘが１μｍ以下であり、前記外筒の内部に、前記外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、前記外筒と前記内筒との間を熱媒体が、流れるように構成されているシート・フィルム成形ロールである。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークにクラウニング加工が施されているシート・フィルム成形ロールである。
【００２１】
請求項１２の発明は、請求項９に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークは、周壁の厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、外周面に微細な凹凸で形成されている転写パターンが形成されており、前記外筒の内部に、前記外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、前記外筒と前記内筒との間を熱媒体が、流れるように構成されているシート・フィルム成形ロールである。
【００２２】
請求項１３の発明は、請求項９に記載のシート・フィルム成形ロールにおいて、前記外筒を構成している薄肉円筒状ワークは、周壁の厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、外周面に梨地状の転写パターンが形成されており、前記外筒の内部に、前記外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、前記外筒と前記内筒との間を熱媒体が、流れるように構成されているシート・フィルム成形ロールである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、金属製円筒保持部材で薄肉円筒状のワークを内周側から保持する際に、金属製円筒保持部材の外周面がワークのほぼ全内周面に密着した状態でワークを保持することになる。従って、ワークのどの箇所も漏れなく内周面側から支持することができ、加工圧に負けない強固な保持力を発揮できる。また、従来のようにゴム等の弾性体でワークを保持する場合と違って、強い加工力が局部的に加わった際にも変形し難くなるため、高精度の機械加工（外周切削や外周研磨あるいはパターン形成加工など）を行うことができるようになり、ワークの円筒度や表面粗度の向上が図れる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、軸方向外力が作用しない自然状態において金属製円筒保持部材の外径が薄肉円筒状のワークの内径よりも僅かに小さく設定されているので、その自然状態に保ったまま金属製円筒保持部材をワークの内周に挿入することができる。そして、挿入した段階で、径変化手段として設けられた拡径機構によって、金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させることにより、金属製円筒保持部材を拡径させ、それにより金属製円筒保持部材の外周面を薄肉円筒状ワークの内周面に密着させて、薄肉円筒状ワークを安定保持することができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、軸方向外力が作用しない自然状態において金属製円筒保持部材の外径が薄肉円筒状ワークの内径よりも僅かに大きめに設定されているので、まず挿入前に径変化手段として設けられた縮径機構によって、金属製円筒保持部材の両端に引張方向の軸方向外力を作用させ、金属製円筒保持部材を縮径させることにより、金属製円筒保持部材をワークの内周に挿入することができる。そして、挿入した段階で、縮径機構により加えていた軸方向外力（引張力）を取り除くことにより、金属製円筒保持部材を自由状態のときの径まで復元（拡径）させることができ、そうすることにより、金属製円筒保持部材の外周面を薄肉円筒状ワークの内周面に密着させて、薄肉円筒状ワークを安定保持することができる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、まず挿入前に径変化手段として設けられた縮径機構によって、金属製円筒保持部材の両端に引張方向の軸方向外力を作用させ、金属製円筒保持部材を縮径させることにより、金属製円筒保持部材をワークの内周に挿入することができる。そして、挿入した段階で、縮径機構により加えていた軸方向外力（引張力）を取り除くと共に、径変化手段として設けられた拡径機構によって、金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させ、金属製円筒保持部材を拡径させることにより、金属製円筒保持部材の外周面を薄肉円筒状ワークの内周面に密着させて、薄肉円筒状ワークを安定保持することができる。
【００２７】
請求項５の発明によれば、ネジの締め付けによってロッドに引張力または圧縮力を付与することにより、側板を介して、金属製円筒保持部材の両端に圧縮方向の軸方向外力または引張方向の軸方向外力を作用させることができ、金属製円筒保持部材によって内周側からワークを保持することができる。そして、このようにワークを保持しながら、両側板に突設した軸部を支持してワークを回転させることにより、ワークの外周面に高精度の機械加工を施すことができる。
【００２８】
請求項６の発明によれば、ワーク保持領域の外側に、テーパ状または段付き状にワーク保持領域よりも径が小さく形成された部分を設けているので、ワークに対する金属製円筒保持部材の挿入および取り外しが容易にできるようになる。
【００２９】
請求項７の発明によれば、従来よりも薄い周壁（肉厚）のワーク（周壁の厚さが２ｍｍ以下のワーク）を保持することで、従来の保持具では得られないワーク加工することができ、より高度なプラスチックシートやフィルムの成形を実現することができる。
【００３０】
請求項８の発明によれば、請求項１〜７のいずれか１項に記載の保持治具を用いて薄肉円筒状のワークを保持しながら、機械加工を行うので、高精度の加工が可能となる。
【００３１】
請求項９〜請求項１３に記載の発明によれば、精度良く製造された薄肉円筒状ワークを外筒として用いてあるので、精度の良いシートやフィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態の操作治具の構成図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図である。
【図２】同第１実施形態の操作治具の作用説明のための簡略図で、（ａ）は操作治具をワークの内周に挿入しようとしている状態を示す図、（ｂ）は挿入後に操作治具の金属製円筒保持部材を両端軸方向圧縮により拡径させてワークを保持した状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態の操作治具の構成図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図である。
【図４】同第２実施形態の操作治具の作用説明のための簡略図で、（ａ）は金属製円筒保持部材を両端軸方向引張により縮径させた状態で操作治具をワークの内周に挿入しようとしている状態を示す図、（ｂ）は挿入後に両端軸方向引張を解除し金属製円筒保持部材を元の径に復元（拡径）させてワークを保持した状態を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態の操作治具の作用説明のための簡略図で、（ａ）は金属製円筒保持部材を両端軸方向引張により縮径させた状態で操作治具をワークの内周に挿入しようとしている状態を示す図、（ｂ）は挿入後に両端軸方向引張を解除し更に金属製円筒保持部材を両端軸方向圧縮により拡径させてワークを保持した状態を示す図である。
【図６】本発明の第１〜第３実施形態の操作治具における金属製円筒保持部材の端部の形状例を示す図で、（ａ）は端部をテーパ状にすることで小径化させた例を示す部分断面図、（ｂ）は端部を段付き状にすることで小径化させた例を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態〜第３実施形態の操作治具における金属製円筒保持部材の端部と側板の固着構造のバリエーションを示す図で、（ａ）は単純に側板の外周を金属製円筒保持部材の端部内周に嵌合させて固着した例を示す部分断面図、（ｂ）は側板の外周部に段部を形成し、その段部に金属製円筒保持部材の端部を嵌合させて固着した例を示す部分断面図、（ｃ）は側板の側面を金属製円筒保持部材の端面に単純に突き合わせて固着した例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３４】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の操作治具の構成図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図、図２は同操作治具の作用説明のための簡略図で、（ａ）は操作治具をワークの内周に挿入しようとしている状態を示す図、（ｂ）は挿入後に操作治具の金属製円筒保持部材を両端軸方向圧縮により拡径させてワークを保持した状態を示す図である。
【００３５】
図１に示す操作治具１は、薄肉円筒状のワークＷ（図２参照）の主に外周面を機械加工する際に、ワークＷの内周に挿入されて、ワークＷを内周側から保持するものである。
【００３６】
ここで想定しているワークＷは、たとえば、プラスチックフィルム等の成形ロールに用いられるスリーブ（金属外筒）であり、周壁の厚さ（肉厚）が２ｍｍ以下（より正確には、２ｍｍ未満）、円筒度が５０μｍ以下、外周面の最大荒さＲｍａｘが１μｍ以下の製品に加工されるものである。使用形態は、このワークを外筒とし、その内周側に内筒部材を同軸に配し、内筒部材と外筒の間に熱媒体が流れる空間を確保した二重筒構造の成形ロールであり、必要に応じてワークの外周面には、梨字等の転写パターン（例えば、０．０２５ｍｍのレベルの微細加工）が施されたり、クラウニング加工が施されたりする。
【００３７】
本実施形態の保持治具１は、中空円筒状で僅かに弾性的に拡縮径できるよう肉厚が薄く設定された金属製円筒保持部材１０と、それぞれの外側面中央に金属製円筒保持部材１０と同心の軸部１３、１４が突設され、外周部が金属製円筒保持部材１０の軸方向両端部に溶接４０等により固着された左右一対の円形の側板１１、１２と、これら一対の側板１１、１２間に設けられ、両側板１１、１２を介して金属製円筒保持部材１０の両端に圧縮方向の軸方向外力を作用させることで、金属製円筒保持部材１０を拡径させる拡径機構（径変化手段）２５と、を備えている。
【００３８】
金属製円筒保持部材１０は、半径の１．５％〜８％、好ましくは２％〜５％程度の肉厚を持つ直円筒体であり、ＳＴＫＭ１６ＡやＳ４５Ｃ等の引張弾性変形範囲の広い鋼管よりなる。
【００３９】
この第１実施形態の操作治具１における金属製円筒保持部材１０の外径は、軸方向外力が作用しない自然状態において、ワークＷの内径よりも僅かに小さく（たとえば、数十μｍのオーダーで小さく）設定されている。従って、その自然状態のまま、ワークＷの内周へ金属製円筒保持部材１０を挿入することができる。また、金属製円筒保持部材１０は、ワークＷの内周に挿入された後に、拡径機構２５によって拡径させられることにより、自身の外周をワークＷの内周面に密着させて、ワークＷを内周側から保持できるようになっている。
【００４０】
拡径機構２５は、ワークＷへの挿入後に、金属製円筒保持部材１０の両端に圧縮方向の軸方向外力Ｂを作用させて、金属製円筒保持部材１０を拡径させる機能を果たすものであり、軸部１３、１４を中心とする円周方向に等間隔に配された複数本のロッド１５と、各ロッド１５ごとに設けられたネジ機構２６と、から構成されている。
【００４１】
拡径機構２５について詳しく述べると、ロッド１５の一端部〔図１（ａ）中の右端部〕は、右側の側板１２の通孔１２ａに嵌挿され、その外側の頭部１６が側板１２の外側面に係合することで、側板１２に固定されている。
【００４２】
また、ロッド１５の他端部〔図１（ａ）中の左端部〕は、左側の側板１１の通孔１１ａにスライド自在に挿通されており、その端面が通孔１１ａ内にとどまる長さに設定されている。この通孔１１ａ内にとどまるように設定されたロッド１５の他端部の端面には、ネジ穴１７が設けられている。
【００４３】
左側の側板１１の外側面には、ブラケット板１８が図示略のボルトによって固定されており、このブラケット板１８の挿通孔１８ａに調整ネジ２０の軸部が通されている。調整ネジ２０の軸部の先端のネジ部２０ａは、ロッド１５の端面のネジ穴１７にねじ込まれ、調整ネジ２０の頭部２０ｂはブラケット板１８の外側面に当接している。
【００４４】
ネジ機構２６は、ロッド１５毎に設けられた調整ネジ２０と、各調整ネジ２０のネジ部２０ａがねじ込まれるロッド端面のネジ穴１７とによって構成されており、調整ネジ２０の締め付けによって各ロッド１５に矢印Ａ方向の引張力を付与させることにより、その反力によって、側板１１、１２を介して、金属製円筒保持部材１０の両端に、矢印Ｂで示す圧縮方向の軸方向外力を作用させることができるようになっている。
【００４５】
次に、この操作治具１によってワークＷを保持する場合の手順を図２を用いて説明する。
【００４６】
この実施形態の操作治具１では、金属製円筒保持部材１０の外径が、軸方向外力が作用しない自然状態において、ワークＷの内径よりも僅かに小さく設定されているので、図２（ａ）に示すように、その自然状態に保ったまま、金属製円筒保持部材１０をワークＷの内周に挿入することができる。
【００４７】
そして、挿入した段階で、図２（ｂ）に示すように、径変化手段として設けられた拡径機構２５（図１参照）によって、金属製円筒保持部材１０の両端に圧縮方向の軸方向外力（矢印Ｂで示す外力）を作用させることにより、金属製円筒保持部材１０を矢印Ｄで示すように拡径させる。それにより、金属製円筒保持部材１０の外周面をワークＷの内周面に強固に密着させることができて、ワークＷを保持することができる。
【００４８】
この場合、金属製円筒保持部材１０の外周面がワークＷのほぼ全内周面に密着した状態でワークＷを保持することになるので、ワークＷのどの箇所も漏れなく内周面側から支持することができ、加工圧に負けない強固な保持力を発揮できる。また、従来のようにゴム等の弾性体でワークを保持する場合と違って、強い加工力が局部的に加わった際にも変形し難くなる。そのため、このようにワークＷを保持しながら、両側板１１、１２に突設した軸部１３、１４を支持してワークＷを回転させることにより、ワークＷの外周面に高精度の機械加工（外周切削や外周研磨あるいはパターン形成加工など）を行うことができるようになり、ワークＷの円筒度や表面粗度の向上が図れる。
【００４９】
また、機械加工後は、調整ネジ２０を緩めることによって、金属製円筒保持部材１０を自然状態の径に復元（元の状態に縮径）させることができるので、ワークＷから操作治具１を取り外すことができる。
【００５０】
このように、調整ネジ２０の締め付け操作や緩め操作によって、金属製円筒保持部材１０を拡径させたり縮径させたりすることができるので、確実な脱着が簡単にできる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
図３は本発明の第２実施形態の操作治具の構成図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図、図４は同操作治具の作用説明のための簡略図で、（ａ）は金属製円筒保持部材を両端軸方向引張により縮径させた状態で操作治具をワークの内周に挿入しようとしている状態を示す図、（ｂ）は挿入後に両端軸方向引張を解除し金属製円筒保持部材を元の径に復元（拡径）させてワークを保持した状態を示す図である。
【００５２】
図３に示す操作治具２も、第１実施形態と同様に、薄肉円筒状のワークＷ（図４参照）の主に外周面を機械加工する際に、ワークＷの内周に挿入されて、ワークＷを内周側から保持するものである。
【００５３】
本実施形態の保持治具２は、中空円筒状で僅かに弾性的に拡縮径できるよう肉厚が薄く設定された金属製円筒保持部材１０と、それぞれの外側面中央に金属製円筒保持部材１０と同心の軸部１３、１４が突設され、外周部が金属製円筒保持部材１０の軸方向両端部に固着された左右一対の円形の側板１１、１２と、これら一対の側板１１、１２間に設けられ、両側板１１、１２を介して金属製円筒保持部材１０の両端に引張方向の軸方向外力を作用させることで、金属製円筒保持部材１０を縮径させる縮径機構（径変化手段）２７と、を備えている。
【００５４】
金属製円筒保持部材１０は、半径の１．５％〜８％、好ましくは２％〜５％程度の肉厚を持つ直円筒体であり、ＳＴＫＭ１６ＡやＳ４５Ｃ等の引張弾性変形範囲の広い鋼管よりなる。
【００５５】
この第２実施形態の操作治具１における金属製円筒保持部材１０の外径は、軸方向外力が作用しない自然状態において、ワークＷの内径よりも僅かに大きく（たとえば、数十μｍのオーダーで大きく）設定されている。従って、その自然状態のままでは、ワークＷの内周へ金属製円筒保持部材１０を挿入することができないが、縮径機構２７により縮径させることにより、ワークＷの内周へ挿入できるようになっている。
【００５６】
また、金属製円筒保持部材１０は、いったん縮径させた状態でワークＷの内周に挿入された後に、縮径を解除することによって元の径に復元（拡径）し、それにより、自身の外周をワークＷの内周面に密着させて、ワークＷを内周側から保持できるようになっている。
【００５７】
縮径機構２７は、ワークＷへの挿入前に、金属製円筒保持部材１０の両端に引張方向の軸方向外力Ｆを作用させて、金属製円筒保持部材１０を縮径させる機能を果たすものであり、軸部１３、１４を中心とする円周方向に等間隔に配された複数本のロッド１５と、各ロッド１５ごとに設けられたネジ機構２８と、から構成されている。
【００５８】
縮径機構２７について詳しく述べると、ロッド１５の一端部〔図３（ａ）中の右端部〕は、右側の側板１２の通孔１２ａに嵌挿され、その外側の頭部１６が側板１２の外側面に係合することで、側板１２に固定されている。また、ロッド１５の他端部〔図３（ａ）中の左端部〕は、左側の側板１１の通孔１１ａにスライド自在に挿通されており、その端面が通孔１１ａ内にとどまる長さに設定されている。なお、ロッド１５の一端部〔図３（ａ）中の右端部〕が、ロッド１５の他端部〔図３（ａ）中の左端部〕と同じように構成され設定されていてもよい。
【００５９】
このロッド１５は、第１実施形態の操作治具１との共通化するために、端面にネジ穴１７を有するが、本実施形態では使用しない。その代わりに、ロッド１５の他端部の端面にはスペーサ３２が配置されている。このスペーサ３２は、後述する調整ネジ３０のネジ軸部３０ａの先端がネジ穴１７に入らないようにし、調整ネジ３０の先端からの押圧力をロッド１５に確実に伝える役目を果たす。
【００６０】
左側の側板１１の外側面には、ブラケット板１８が図示略のボルトによって固定されている。このブラケット板１８には、第１実施形態の挿通孔１８ａ（図１参照）の代わりに、ネジ孔１８ｂが形成されており、そのネジ孔１８ｂに調整ネジ３０の頭部３０ｂの首下から延びるネジ軸部３０ａが螺合されている。従って、調整ネジ３０を締め込むことにより、ロッド１５の端面にスペーサ３２を介して押圧力を加えることができる。
【００６１】
ネジ機構２７は、ロッド１５毎に設けられた調整ネジ３０と、各調整ネジ３０のネジ部３０ａがねじ込まれるブラケット板１８のネジ孔１８ｂとによって構成されており、調整ネジ３０の締め付けによって各ロッド１５に矢印Ｅ方向の圧縮力を付与させることにより、その反力によって、側板１１、１２を介して、金属製円筒保持部材１０の両端に、矢印Ｆで示す引張方向の軸方向外力を作用させることができるようになっている。
【００６２】
次に、この操作治具２によってワークＷを保持する場合の手順を、図２を用いて説明する。
【００６３】
この実施形態の操作治具１では、金属製円筒保持部材１０の外径が、軸方向外力が作用しない自然状態において、ワークＷの内径よりも僅かに大きめに設定されているので、まず挿入前に径変化手段として設けられた縮径機構２７によって、金属製円筒保持部材１０の両端に引張方向の軸方向外力Ｆを作用させ、金属製円筒保持部材１０を矢印Ｇのように縮径させる。そして、この縮径状態で金属製円筒保持部材１０をワークＷの内周に挿入する。次に挿入した段階で、縮径機構２７により加えていた軸方向外力（引張力Ｆ）を取り除く。すると、金属製円筒保持部材１０が自由状態のときの径まで復元（拡径）させることができるので、それにより、金属製円筒保持部材１０の外周面をワークＷの内周面に密着させて、ワークＷを保持することができる。
【００６４】
この場合、金属製円筒保持部材１０の外周面がワークＷのほぼ全内周面に密着した状態でワークＷを保持することになるので、ワークＷのどの箇所も漏れなく内周面側から支持することができ、加工圧に負けない強固な保持力を発揮できる。また、従来のようにゴム等の弾性体でワークを保持する場合と違って、強い加工力が局部的に加わった際にも変形し難くなる。そのため、このようにワークＷを保持しながら、両側板１１、１２に突設した軸部１３、１４を支持してワークＷを回転させることにより、ワークＷの外周面に高精度の機械加工（外周切削や外周研磨あるいはパターン形成加工など）を行うことができるようになり、ワークＷの円筒度や表面粗度の向上が図れる。
【００６５】
また、機械加工後は、再び調整ネジ３０を締め込むことによって、金属製円筒保持部材１０を縮径させる。そうすることで、ワークＷから操作治具２を取り外すことができる。
【００６６】
このように、調整ネジ３０の締め付け操作や緩め操作によって、金属製円筒保持部材１０を拡径させたり縮径させたりすることができるので、確実な脱着が簡単にできる。
【００６７】
＜第３実施形態＞
図５は第３実施形態の操作治具の作用説明のための簡略図で、（ａ）は金属製円筒保持部材を両端軸方向引張により縮径させた状態で操作治具をワークの内周に挿入しようとしている状態を示す図、（ｂ）は挿入後に両端軸方向引張を解除し更に金属製円筒保持部材を両端軸方向圧縮により拡径させてワークを保持した状態を示す図である。
【００６８】
この第３実施形態の操作治具３は、上述した縮径機構と拡径機構の両方を持っており、金属製円筒保持部材１０の外径は、軸方向外力が作用しない自然状態においてワークの内径と僅かに異なる径に設定されている。好ましくは、第２実施形態と同様の径に設定されているのがよい。
【００６９】
従って、図５（ａ）に示すように、ワークＷへの挿入前には、径変化手段として設けられた縮径機構によって、金属製円筒保持部材１０の両端に引張方向の軸方向外力Ｆを作用させ、金属製円筒保持部材１０を矢印Ｇのように縮径させることにより、金属製円筒保持部材１０をワークＷの内周に挿入する。そして、図５（ｂ）に示すように、挿入した段階で、縮径機構により加えていた軸方向外力（引張力）を取り除くと共に、径変化手段として設けられた拡径機構によって、金属製円筒保持部材１０の両端に圧縮方向の軸方向外力Ｂを作用させ、金属製円筒保持部材１０を矢印Ｊのように拡径させることにより、金属製円筒保持部材１０の外周面をワークＷの内周面に密着させて、ワークＷを保持する。
【００７０】
この場合は、ワークＷへの挿入時に金属製円筒保持部材１０を縮径させるので、挿入が容易に行える。また、挿入後に金属製円筒保持部材１０を拡径させるので、強力な保持力を発揮させることができる。
【００７１】
なお、図１（ａ）、図３（ａ）に示すように、ワークＷを保持するワーク保持領域Ｈ１は、金属製円筒保持部材１０の軸方向の中間部にワークＷの軸方向長さに対応して設けられており（より具体的には、金属製円筒保持部材１０のワーク保持領域Ｈ１の軸方向の長さは、ワークＷの軸方向の長さよりも長くなっており）、金属製円筒保持部材１０の両端部は、側板１１、１２によって拘束されていることにより拡径・縮径などの径変化をしない。そこで、上記第１〜第３実施形態においては、図６（ａ）または（ｂ）に示すように、ワーク保持領域Ｈ１の両外側領域Ｈ２のうちの少なくとも一方が、図６（ａ）に示すようにテーパ状または（ｂ）に示すように段付き状にワーク保持領域Ｈ１よりも径が小さく形成され、側板１２がワーク保持領域Ｈ１よりも径が小さく形成された部分の端部に固着されている。こうすることで、ワークＷに対する金属製円筒保持部材１０の挿入および取り外しが容易にできるようになる。
【００７２】
ここで、金属製円筒保持部材１０の軸方向の長さとワークＷの軸方向の長さとの関係をさらに説明すると、金属製円筒保持部材１０のワーク保持領域Ｈ１の軸方向の長さが、ワークＷの実加工領域の軸方向の長さよりも長くなっていればよく、このようになっていれば、ワークＷの軸方向の長さが、ワーク保持領域Ｈ１の軸方向の長さよりも長くなっていてもよい。この場合、ワークＷの軸方向の長さは、金属製円筒保持部材１０の長さ（Ｈ１＋２×Ｈ２）よりも短くなっており、また、ワークＷの軸方向でワークＷの中間部にワークＷの実加工領域が存在しているものとする。
【００７３】
また、金属製円筒保持部材１０と側板１２の固着部の構造としては、図７に示すようなバリエーションが採用可能である。（ａ）は単純に側板１２の外周を金属製円筒保持部材１０の端部内周に嵌合させて固着した例を示し、（ｂ）は側板１２の外周部に段部１２ｄを形成し、その段部１２ｂに金属製円筒保持部材１０の端部を嵌合させて固着した例を示し、（ｃ）は側板１２の側面を金属製円筒保持部材１０の端面に単純に突き合わせて固着した例を示している。他方の側板１１についても同様である。
【００７４】
ところで、前述したように、薄肉円筒状ワークＷを用いてシート・フィルム成形ロールを構成してもよい。
【００７５】
すなわち、上述した加工方法により加工された薄肉円筒状のワークを外筒として用いてシート・フィルム成形ロールを構成してもよい。なお、シート・フィルム成形ロールは、たとえば、特開２００７−８３５７７号公報に示すように、円筒状の外筒の外周にシートやフィルムを巻き掛けて、シートやフィルムを成形する装置である。
【００７６】
なお、外筒を構成している薄肉円筒状ワークＷは、たとえば、この周壁の厚さがたとえば０．５ｍｍ〜２ｍｍ（たとえば、２ｍｍは含まない。）であり、外周面の最大粗さＲｍａｘが１μｍ以下になっている。また、外筒の内部に、外筒の中心軸と同じ軸を中心軸とする内筒を配し、外筒と内筒との間を熱媒体（たとえば、外筒の巻き掛けられて外筒の回転に伴って移動するシートやフィルムを冷却する冷媒）が、たとえば連続的に流れるように構成されている。
【００７７】
さらに、薄肉円筒状ワークにクラウニング加工が施されていてもよい。すなわち、外筒を構成している薄肉円筒状ワークの外径が、軸方向の端部では小さくなっており、軸方向の中央部に向かうにしたがって、外径が次第にごく僅かに大きくなっていて、薄肉円筒状ワークの外形が樽状に形成されていてもよい。
【００７８】
また、外筒を構成している薄肉円筒状ワークの外周面に微細な凹凸で形成されている転写パターン（たとえば、ピッチや高さが、可視光線の波長程度の微細な転写パターン）が形成されていてもよい。これにより、シートやフィルムの厚さ方向の一方の面に微細なパターンが転写される。
【００７９】
また、薄肉円筒状ワークの外周面に梨地状の転写パターンが形成されていてもよい。これにより、シートやフィルムの厚さ方向の一方の面が梨地状に形成される。
【符号の説明】
【００８０】
１  保持治具（第１実施形態）
２  保持治具（第２実施形態）
３  保持治具（第３実施形態）
１０  金属製円筒保持部材
１１  左側板
１１ａ  通孔
１２  右側板
１２ａ  通孔
１３  軸部
１４  軸部
１５  ロッド
１６  頭部
１７  ネジ穴
１８  ブラケット板
１８ａ  挿通孔
１８ｂ  ネジ孔
２０  調整ネジ
２０ａ  ネジ部
２０ｂ  頭部
２５  拡径機構
２６  ネジ機構
２７  縮径機構
２８  ネジ機構
３０  調整ネジ
３０ａ  ネジ軸部
３０ｂ  頭部
３２  スペーサ
４０  溶接
Ｗ  薄肉円筒状ワーク
Ｈ１  ワーク保持領域
Ｈ２  外側領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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